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   我們在此研制的半環(huán)鍛件用于1000MW核電機組低壓缸和低壓蒸氣室，材料25#鋼，該鍛件的最大特點是：它不是正規(guī)的半圓，弧長方向上兩端比半圓多出了一部弧長，并且兩端多出的部分不相等。采用生產(chǎn)整圓然后再鋸開一分為二，這樣外徑需要加很大的余量，生產(chǎn)成本太高。采用傳統(tǒng)的自由鍛工藝方法單件生產(chǎn)，鍛造余量大，效率低，需增加專用工裝模具，成本高，工藝操作難度大，且可生產(chǎn)的半環(huán)直徑受設備的高度行程限制，不易實現(xiàn)較大直徑環(huán)的生產(chǎn)。現(xiàn)利用橢圓長短軸的特點，探索出一套高效、低成本、易操作的工藝方案。
   由于用戶要求本體取樣做徑向力學性能試驗，如果在高度方向上加高，這樣需要增加很多的重量。為了節(jié)約成本，我們考慮在環(huán)件的端部增加一塊弧長為25mm厚的試樣塊，由于鍛件的壁厚大于200mm，這塊試樣足夠加工徑向的拉伸試樣。將所有的鋸開刀口和加工過程中的誤差考慮進去，在端部需要增加弧長50mm厚的試樣，故所需要生產(chǎn)鍛件，然后拼接成一個不規(guī)則橢圓。由此通過繪制準橢圓使其長短軸與中環(huán)的長端和短端重合，標準橢圓的中心與O點相重合.
    理論橢圓的長短軸值為：外長軸5307mm、內(nèi)長軸4793mm，外短軸5212mm、內(nèi)短軸4698mm，該橢圓環(huán)幾乎與產(chǎn)品的兩件半環(huán)重合，通過適當增加鍛造余量即可滿足產(chǎn)品的加工要求。再根據(jù)金屬材料塑性變形中體積不變原理，可將此橢圓環(huán)按等截面轉(zhuǎn)換為一標準圓環(huán)，而此圓環(huán)通過輾環(huán)工藝很容易實現(xiàn)。
    根據(jù)以上原理，我們可以計算出兩件半環(huán)產(chǎn)品合成的整圓環(huán)尺寸直徑5260mm×4745mm。在這個圓的內(nèi)、外徑上放余量，根據(jù)現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況，確定輾環(huán)毛坯尺寸為：直徑5310mm×4703mm×525mm。輾環(huán)后再將圓環(huán)經(jīng)過沿直徑方向的伸長預成形.即外長軸為5358mm、內(nèi)長軸為475mm，外短軸為5262mm、內(nèi)短軸4655mm，鍛件輪廓全部包含在橢圓的輪廓內(nèi)。
   確定下料重量，根據(jù)以上計算的毛坯尺寸直徑5310mm×直徑4703mm×525mm可計算出鍛件重量為19663kg，同時確定工藝重量。然后確定生產(chǎn)工序，考慮鍛造、熱處理和其他質(zhì)量控制要求，制定詳細生產(chǎn)工序流程。
1.輾環(huán)和預拉伸橢圓控制
按以上工序?qū)υ摦a(chǎn)品進行試生產(chǎn)，生產(chǎn)中注意輾環(huán)過程的環(huán)鍛件尺寸控制和檢測，并利用正火處理的預熱進行橢圓環(huán)預拉伸變形?。在拉伸變形中考慮環(huán)件的彈性形變量，重點控制橢圓長短軸的尺寸，得到所需橢圓環(huán)。
2.劃線、取樣、切割
性能熱處理后，用卷尺將橢圓的長、短軸找到并做好標識，然后操作者用規(guī)尺在環(huán)件端面進行畫線確認，確定尺寸足夠后鋸開取厚度25 m m的試樣塊，待性能合格后將剩余的環(huán)件按畫線要求一分為二鋸開。
3.性能測試
從本體上切下的試塊取一組徑向的1個拉伸試樣3個沖擊試樣，測試后的性能，均滿足要求。
4.尺寸及終檢
將以上理化檢驗合格的半環(huán)坯料進行機械加工，加工中內(nèi)外徑切削余量比較均勻，加工后半環(huán)變形較小，經(jīng)過最終檢測合格后交付.利用橢圓的長短軸特點，研制出一種新的1000MW大型核電半環(huán)鍛件生產(chǎn)工藝：首先用輾環(huán)機將坯料輾成標準環(huán)形件，然后將環(huán)形件制成設計的橢圓環(huán)件，最后經(jīng)過切割和車加工等工序生產(chǎn)出滿足技術(shù)要求的鍛件。該方法既節(jié)約材料又可克服傳統(tǒng)方法的不足。